半固态扩展挤压A2017合金过程中金属流动的有限元分析

应用有限元方法分析了半固态扩展挤压A2017合金过程中金属的流动规律.分析表明:从中心区域向两边侧壁,合金速度逐渐减少,有时在从中心向两边侧壁的中间区域出现涡流过渡区;不存在台阶θ时,涡流区θ较小;倾角越大,涡流区域越小,且死区较小;定径带出口越宽,出口流速越小,涡流区越小,死区也越小.设计无台阶且较小的倾角的扩展挤压模较为合理,在定径带断面的长向与宽向上,尺寸应尽量相等.     

半固态挤压扩展成形过程数值模拟与试验验证

以半固态挤压扩展成形A2017铝合金扁型材为研究对象,采用有限元方法对半固态挤压扩展成形过程热流耦合场进行三维数值模拟,建立了热流耦合数学模型,确定了计算模型的边界条件,以及所研究合金的热物性参数,获得了不同工艺参数和模具设计参数下合金动态凝固过程的温度场和速度场,特别是模具设计参数对型腔内合金流动规律的影响.模拟计算结果与试验结果吻合较好,从而为合理设计成形模具,调整成形工艺,提高产品质量找到依据.     

A2017合金半固态压缩变形力学特性

采用Gleeble 15 0 0热模拟机 ,对SCR (shearing/coolingroll)技术制备的A2 0 17半固态合金和常规铸造A2 0 17合金在不同变形温度和不同变形速率下进行半固态压缩实验 ,研究了A2 0 17合金半固态压缩变形的力学特性。实验结果表明 ,相同变形温度下 ,SCR技术制备的A2 0 17半固态合金半固态压缩变形抗力低于常规铸造A2 0 17合金半固态压缩变形抗力 ,这主要是SCR技术制备的A2 0 17半固态合金具有的均匀的近球形晶和共晶液相组成的组织优于常规铸造的枝晶组织 ,其压缩变形机制不同于常规铸造枝晶的压缩变形机制。实验结果还表明 ,SCR技术制备的A2 0 17半固态合金半固态压缩变形抗力 ,对压缩变形温度和变形速率具有敏感性 ,随着变形温度降低或者变形速率升高 ,变形抗力增加。     

SCR技术制备半固态合金非枝晶组织形成机制

采用单辊搅拌冷却技术制备A2017半固态合金,对半固态合金非枝晶的形成及演变过程进行了研究.结果表明,随着合金熔体浇注温度的降低或者辊靴行腔高度的减小,半固态合金组织逐渐从粗大的枝晶转变为细小的等轴晶.从辊靴行腔入口到出口,靠近靴子面侧半固态合金组织依次为枝晶、退化枝晶和等轴晶,而靠近工作辊面侧合金组织主要为细小的等轴晶和球形晶.合金组织的演变过程为合金熔体首先在靴子和工作辊内表面凝固形核并长大成枝晶,在工作辊的剪切搅拌作用下,枝晶从辊靴表面破碎脱落进入熔体,在工作辊对高固相率半固态合金的剪切搅拌下,枝晶进一步发生断裂破碎最终形成细小的等轴晶和球形晶.     

Al-10Sr和Al-5Ti-0.2C对ZL101合金组织的影响

在ZL101合金熔体中分别或同时添加不同量的Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C，保温不同时间，利用光学显微镜和电镜扫描，研究了Al-10Sr，Al-5Ti-0．2C对ZL101合金组织的影响规律。试验结果表明，向ZL101合金中添加质量分数为0．5％的Al-10Sr，可使共晶Si从粗大的针、片状转变为细小的短纤维状，同时促进了α-Al枝晶的形核生长，晶粒尺寸在100-250μm之间。若添加质量分数为0．2％的Al-5Ti-0．2C，可使初生α-Al晶粒成为40-70μm的等轴晶，对共晶Si也有一定的变质作用。当同时加入Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C时，α-Al枝晶和共晶Si同时得到细化和变质，这主要归功于Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C对ZL101合金细化变质的交互作用。     

Mn/B复合添加对铝硅合金富铁相特征的影响

在含1.0?的铝硅合金中复合加入一定量的Mn和不同量的B,采用OM、SEM、EDS及DSC等手段研究了B含量对铸态组织、富铁相比例及形貌的影响,并探讨了复合添加Mn/B的影响机制。结果表明：适量的B对Al-Si合金晶粒度、富铁相都具有明显的细化作用;添加3%Al-3B时,富铁相面积分数和平均颗粒尺寸分别从6.73%和11.2μm降至4.13%和7.5μm;在3%之内添加Al-3B可抑制粗大初生铁相的形成,促进富铁相由粗大星状初生铁相、大尺寸树枝状、网状共生富铁相向小尺寸致密度高的树枝状、汉字状和粒状富铁相状变;过量的Al-3B易导致多边形初生铁相的出现,但合金组织和共生铁相得到进一步的细化。     

连铸连轧对稀土耐热铝合金组织、导电率与力学性能的影响

采用连铸连轧工艺制造Al-0.05Zr-0.06La-0.11Ce系稀土耐热铝合金圆杆,利用金相显微镜、透射电镜、直流双臂电桥和电子拉伸试验机,研究了连铸连轧对稀土耐热铝合金显微组织、导电率与力学性能的影响。结果表明:连铸连轧引起的剧烈塑性变形可破碎细化连铸坯的晶粒组织,并使稀土耐热铝合金的晶粒内部产生大量的亚晶界和位错,从而提高稀土耐热铝合金圆杆的强度,但也导致稀土耐热铝合金圆杆的塑性和导电率略有下降。研究结果对于理解连铸连轧稀土耐热铝合金的组织性能演变规律和优化连铸连轧工艺具有指导意义。     

Al-5Ti-1B细化剂对2024铝合金铸态显微组织的影响

研究了Al-5Ti-1B细化剂对2024铝合金铸态显微组织的影响。结果表明:添加微量的Al-5Ti-1B细化剂,可使2024铝合金的铸态显微组织从粗大的枝晶细化为细小均匀的等轴晶。随着Al-5Ti-1B细化剂添加量的逐渐增加,2024铝合金的晶粒进一步细化。并且Al-5Ti-1B细化剂对2024铝合金的晶粒细化作用具有响应时间短、持续时间长的特点。     

粗晶环对无铅2011铝合金挤压棒材力学与切削性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、拉伸试验机和高速车床,试验研究粗晶环对无铅2011铝合金挤压棒材力学性能与切削性能的影响。结果表明:无铅2011铝合金挤压棒材组织由α-Al、Al_7Cu_2Fe、CuAl_2和SnBi共晶相组成,棒材表层存在粗晶环。粗晶环会降低铝合金挤压棒材的力学性能和切削性能,Φ30 mm棒材的粗晶环深度为9 mm,其力学性能较低,抗拉强度为287.9 N/mm~2,断后伸长率为17%,切削性能都较差,切屑较长。Φ40 mm棒材的粗晶环深度为1 mm,其力学性能高一些,切削性能好一些,抗拉强度为394.5 N/mm~2,断后伸长率为23.5%,切屑细小均匀。     

搅拌头转速对6063铝合金双面搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

采用光学显微镜和拉伸试验机,研究了搅拌头转速对6063-T4铝合金挤压材双面搅拌摩擦焊接头显微组织与力学性能的影响.结果表明,随着搅拌头转速的增加,焊接接头的热输入量增大,焊核区和热影响区的晶粒尺寸增大,焊接接头的强度逐渐下降.搅拌头转速为1000rpm时,焊接接头的强度最高,抗拉强度为132.2MPa,屈服强度为78...